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基于异构多核微处理器的嵌入式数控系统开发

组合机床与自动化加工技术 2012年第11期 78-82,100页

作者：林立明于东胡毅秦承刚王志成冯强中国科学院研究生院北京100049 中国科学院沈阳计算技术研究所沈阳110171 沈阳高精数控技术有限公司沈阳110171

分析了构建基于异构多核微处理器嵌入式数控系统的几大关键技术,包括:软硬件结构、高速现场总线技术、多核处理器核间通信机制。给出了原型系统的设计与实现细节,重点阐述了基于多核通信中间件dsplink的SSB-Ⅲ现场总线驱动程序的具体实... 详细信息

分析了构建基于异构多核微处理器嵌入式数控系统的几大关键技术,包括:软硬件结构、高速现场总线技术、多核处理器核间通信机制。给出了原型系统的设计与实现细节,重点阐述了基于多核通信中间件dsplink的SSB-Ⅲ现场总线驱动程序的具体实现,最后针对影响系统性能的中断延迟时间进行了评测,为高性能嵌入式数控系统的进一步开发奠定了基础。

关键词： dsplink GPMC 现场总线数控系统

基于OMAP3530数控系统的双核通信设计

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电子技术应用 2015年第9期41卷 33-35,38页

作者：杨剑波赵东标刘念南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

OMAP3530是TI公司针对开放式多媒体应用平台推出的一款高性能嵌入式微处理器。基于DSP/BIOSTM LINK的软件构架对ARM和DSP进行一种新型通信方式的设计。其中ARM端运行嵌入式Linux系统,完成译码、人机交互、数据管理等任务;DSP端运行DSP/B... 详细信息

OMAP3530是TI公司针对开放式多媒体应用平台推出的一款高性能嵌入式微处理器。基于DSP/BIOSTM LINK的软件构架对ARM和DSP进行一种新型通信方式的设计。其中ARM端运行嵌入式Linux系统,完成译码、人机交互、数据管理等任务;DSP端运行DSP/BIOS实时系统,完成粗插补、刀具补偿和逻辑控制等任务。通过任务中断服务和时间片轮询法来实现数控系统多任务的准并行运行。使用双核通信完成ARM和DSP在数控信息上的沟通、协调。系统采用上下位机模式,大大提升数控系统实时性和插补性能。

关键词： OMAP3530 双核通信 dsplink 时间片轮转法

基于OMAPL138+FPGA的多轴数控系统研究与开发

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基于OMAPL138+FPGA的多轴数控系统研究与开发

作者：林淦广东工业大学

学位级别：硕士

数控技术作为先进制造业的关键核心技术,正朝着高精度、高速度、高可靠性、模块化、柔性化、开放性的方向发展。嵌入式技术的运用提高了数控系统的数据处理能力。虽然市场上有各式各样的运动控制器或运动控制专用芯片,但是这些大多都是... 详细信息

数控技术作为先进制造业的关键核心技术,正朝着高精度、高速度、高可靠性、模块化、柔性化、开放性的方向发展。嵌入式技术的运用提高了数控系统的数据处理能力。虽然市场上有各式各样的运动控制器或运动控制专用芯片,但是这些大多都是面向通用控制而设计,并且大多数产品在软件和硬件上是封闭的,对于一些专用设备,用户无法根据其工艺需求对控制器中的一些算法进行特殊化的修改,这样必然会造成加工效率的降低。为了提高加工效率与加工质量,运动控制器中的控制算法有必要针对专用设备的工艺需求进行特殊化设计,形成专用运动控制器。本文的研究方向是基于OMAPL138+FPGA的硬件平台,开发皮革切割机的数控系统,论文主要从以下几个方面进行论述。针对皮革切割机的工艺需求,本文对数控系统总体方案进行设计,包括控制方式、电机以及主控CPU的选型。最终采用OMAPL138+FPGA的架构进行搭建系统硬件平台,并设计了控制器和端子板这两大硬件实体。将Linux操作系统移植到ARM核中,并在Linux系统上开发应用程序,包括通过套接字与上位机进行信息交互、人机界面的显示以及解析加工文件生成图形信息等。利用TI提供的dsplink底层API函数库,本文设计一套双核通信的协议。首先,对于信息或指令等小数据量的交互是在共享内存中进行。其次,在ARM与DSP之间建立双层缓冲区,用于缓存图形信息等大数据量。本文采用S型曲线作为速度规划的曲线,并在DSP端设计速度前瞻算法与基于时间分割法插补算法,实现了平面直线插补以及圆弧插补。在PC机上,以VC6.0为开发环境,设计上位机软件。该上位机软件具备了图形显示、系统参数设置、加工仿真等功能。实验结果表明,本文所提出的系统平台具有可行性以及优越性,能够有效地提高皮革切割效率和加工质量。

关键词：皮革切割机 OMAPL138+FPGA Modbus协议 dsplink 速度前瞻插补

基于OMAP-L138的数据存储和实时成像系统

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基于OMAP-L138的数据存储和实时成像系统

作者：曾晓晓西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来，高速数据采集、存储和实时成像系统在雷达、航空、航天、兵器等国防部门有着越来越广泛的应用。嵌入式系统具有强实时性、强稳定性、易操作性等特点，以及高集成度、低成本、低功耗等优势。为了适应高速数据采集的发展需要，将... 详细信息

近年来，高速数据采集、存储和实时成像系统在雷达、航空、航天、兵器等国防部门有着越来越广泛的应用。嵌入式系统具有强实时性、强稳定性、易操作性等特点，以及高集成度、低成本、低功耗等优势。为了适应高速数据采集的发展需要，将嵌入式系统应用到高速率大容量的数据存储和回放系统的研究工作显得十分必要。 OMAP-L138是TI公司的一块内建ARM核及DSP核的双核处理核心，其接口丰富，有串口，百兆网口，SATA2硬盘接口，LCD接口，uPP接口等，在实时系统中可以作为主控和外设的交换芯片。本文自主开发基于OMAP-L138的PCB，进行了如uPP传输、双核通信、数据存储、GUI（图形用户界面）等软件设计和硬件调试，为后续对信号采集系统进行数据存储和实时成像做出了贡献。本文中设计的板卡采用TI的OMAP-L138作为主控芯片，其ARM核运行Linux嵌入式操作系统，DSP核运行DSP/BIOS操作系统。DSP核采用uPP模式从信号采集系统获得图像数据，处理后再通过DSP/BIOSLink架构将数据传递给ARM，最后ARM核对数据进行存储和成像。并且，ARM核支持GUI直观控制整个系统进程。经过调试，系统的各软件模块已于评估板上基本实现，PCB的各硬件模块也已通过硬件测试，可满足后续研究的需要。

关键词： ARM OMAP-L138 DSP Linux uPP dsplink GUI

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基于OMAP处理器的示波器软件平台研究

基于OMAP处理器的示波器软件平台研究

作者：苏夏电子科技大学

学位级别：硕士

随着通信技术和电子行业地不断发展,数字示波器作为电子测试测量仪器,在其测量领域里扮演着越来越重要的角色,在示波器的功能、性能指标以及人机交互上提出了更高的要求。在国内外中低端示波器的研发上,大多数采用DSP+FPGA或者ARM+FPGA... 详细信息

随着通信技术和电子行业地不断发展,数字示波器作为电子测试测量仪器,在其测量领域里扮演着越来越重要的角色,在示波器的功能、性能指标以及人机交互上提出了更高的要求。在国内外中低端示波器的研发上,大多数采用DSP+FPGA或者ARM+FPGA的核心构架,本课题结合了这两种构架的各自优点,采用了ARM+DSP+FPGA核心构架,处理器使用TI高度集成的ARM+DSP异步双核处理器:OMAP-L138,同时在外围扩展了NAND flash闪存、EEPROM存储以及LCD显示等模块。这种构架能够使DSP专注于其数字信号处理的特长,同时ARM带来强大的外设控制能力以及丰富的驱动接口。DSP上运行DSP/BIOS可实时伸缩内核,提供了多任务调度功能。ARM上移植Linux-2.6版本稳定内核,带来操作系统优势,方便了示波器产品后续升级时功能和应用方面的扩展(例如添加触摸屏功能、同移动终端互联等)。本课题基于TI的Davinci构架的OMAP-L138处理器平台,结合ARM与DSP的各自优势进行合理的任务分工,完成了以下任务:(1)基于硬件平台合理的设计系统的启动方式,结合产品的实际需求,对系统启动过程做出适当的调整,设计实现了示波器开机动画;(2)基于硬件平台及实际产品的性能测试,分析了文件系统的优劣,合理的选择和移植了根文件系统,并对文件系统进行优化;(3)编写完成I2C驱动,实现了示波器开机启动参数的保存;实现了ARM端和DSP应用程序的示波器菜单数据共享;(4)搭建基于dsplink的ARM与DSP之间的通信;(5)对系统进行优化,包括减小内核尺寸和缩短示波器启动时间;(6)完成了示波器DSP/BIOS端的多线程设计。课题采用的构架,极大的提高示波器外接模块的拓展能力以及示波器的控制管理能力,为产品的后续开发提供了良好的硬件以及软件环境。

关键词：示波器 Linux 驱动 dsplink DSP/BIOS

基于DM3730的DRM软件接收机的实现与优化

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基于DM3730的DRM软件接收机的实现与优化

作者：刘新元天津大学

学位级别：硕士

DRM（Digital Radio Mondiale）是新一代数字广播国际标准，其最新版本DRM+覆盖了300MHz以下的各个频段，并已经被欧洲、印度、巴西等111个国家采用。DRM采用的关键技术包括：AAC、CELP和HVXC信源编码、多级信道编码（MLC）以及OFDM调... 详细信息

DRM（Digital Radio Mondiale）是新一代数字广播国际标准，其最新版本DRM+覆盖了300MHz以下的各个频段，并已经被欧洲、印度、巴西等111个国家采用。DRM采用的关键技术包括：AAC、CELP和HVXC信源编码、多级信道编码（MLC）以及OFDM调制等，使得广播业务的内容更为丰富，不仅可以传输声音，而且能够传输文字、图片乃至视频。DRM广播信号与目前广泛使用的模拟广播信号占用同样的带宽，但是较高的频谱利用率使之能够提供更为优质的音频业务。虽然DRM广播具有优良的性能，但是现有的DRM广播接收机价格十分昂贵，限制了DRM广播的推广和普及，因此研究应用于嵌入式平台上的DRM软件接收机将会具有十分重要的意义。本文首先介绍了DRM的发展历程，目前国内外的发展现状以及本课题研究的意义;然后在详细分析DRM发射系统的基础之上，设计实现了DRM+（模式E）测试信号;选取以TI DM3730处理器为核心的硬件平台并搭建基于WindowsEmbedded CE6.0操作系统的嵌入式软件开发平台，实现了DRM软件接收机由PC机平台到嵌入式平台的移植;利用R＆S SFU提供的DRM30（模式A、B、C和D）以及本文中实现的DRM+测试信号对嵌入式DRM软件接收机的性能进行了测试。针对测试结果，通过代码优化和处理器资源利用优化有效改进了接收机软件性能。特别是利用dsplink技术进行DM3730处理器资源利用率的优化，使得DRM接收机软件的性能得到了较大的提升，实现了各个模式下的DRM广播的实时接收。

关键词： DRM 嵌入式系统 DM3730 dsplink

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纳型星敏感器星图识别算法优化研究

纳型星敏感器星图识别算法优化研究

作者：郭磊中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)

学位级别：硕士

星敏感器广泛应用于天文导航系统中,以恒星为参考基准来进行姿态测量,通过匹配天球坐标系中不同方位的恒星推算出自身角位置进而确定航天器的姿态,为卫星,宇航飞船等航天飞行器和自主姿态控制系统提供准确的空间方位和基准。随着卫星轻... 详细信息

星敏感器广泛应用于天文导航系统中,以恒星为参考基准来进行姿态测量,通过匹配天球坐标系中不同方位的恒星推算出自身角位置进而确定航天器的姿态,为卫星,宇航飞船等航天飞行器和自主姿态控制系统提供准确的空间方位和基准。随着卫星轻小型和自主导航的日趋成熟,星敏感器在无姿态累计误差、测量精度高、自主性强以及隐蔽性好等方面的优势逐渐凸显。星图识别算法作为星敏感器实现定姿功能的核心部分,算法的高效性和可靠性一直是国内外相关课题研究的重点。本论文以实际的项目开发为背景,对全天自主式纳型星敏感器算法进行了设计和实现,算法包括三部分:星像检测,星图识别,姿态获取。其中,对核心部分的星图识别算法在软件和硬件层面进行了全方位优化。为克服三角形算法的特征维数低导致的冗余匹配,本文算法引入了四面体验证、镜像检测、以及其余星点验证等一系列步骤,使识别正确率达到了99.2%;接着为解决运算量增加导致的算法运行时间过长,通过分析算法运行的详细过程,从数据存储,算法剪枝,数据结构替换等方面着手,对星图识别算法进行了详细优化,共实现了五个版本的识别算法,基于三角形匹配的星图识别算法基本已经优化到比较高的水平,单幅星图从检测,识别到给出姿态四元数总运行时间在30ms左右,在同平台,同星表规模下处于先进行列。接着,尝试将传统星图算法应用于TI的DaVinci异构双核处理器,充分利用DSP的实时运算能力,在维持低功耗的前提下从硬件层面上提高算法的效率,从环境搭建到底层实现原理都进行了深入研究,对将来类似算法移植工作有很好的指导作用。最后,虽然算法在DSP中运行效率未达到预期,但经对比分析,得到了诸如算法运算量小无法充分发挥DSP运算性能优势,算法跳转分支过多引起DSP流水线清空影响处理器性能,定点DSP不适合运行核心数据为浮点数据的算法等一系列有用结论,对于日后进行DSP算法开发或期望利用DSP进行算法加速有很好的借鉴意义。

关键词：星图识别三角形匹配拉链哈希表 DaVinci dsplink

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OMAPL138双核系统的调试方案设计

单片机与嵌入式系统应用 2012年第1期12卷 16-19页

作者：栾小飞电子科技大学自动化工程学院成都611731

OMAPL138高性能、低功耗双核处理器为手持式移动设备提供强有力的支持。对双核通信模块dsplink的软件架构和在Linux嵌入式操作系统下的编译加载进行了分析和介绍,以消息队列组件为例分析了ARM和DSP双核通信时通道的建立和连接的方式。通... 详细信息

OMAPL138高性能、低功耗双核处理器为手持式移动设备提供强有力的支持。对双核通信模块dsplink的软件架构和在Linux嵌入式操作系统下的编译加载进行了分析和介绍,以消息队列组件为例分析了ARM和DSP双核通信时通道的建立和连接的方式。通过DSP/BIOS和Linux端dsplink的MSGQ接口和多线程技术,建立ARM和DSP消息传递通道,提供了在双核开发中对DSP端暗箱调试的解决方法。

关键词： OMAPL138 双核处理器 dsplink 消息队列调试

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Qt中调用DSP库实现双核异构通信

数字技术与应用 2015年第7期33卷 48-50页

作者：郑宪秋王远东华理工大学信息工程学院江西南昌330013

在物联网和大数据飞速发展的时代,大部分的数据在采集后都须放到PC机或服务器上处理,这使得工作效率和便捷性都受到影响,同时也制约着技术的发展,如何才能在终端嵌入式设备上也能分析处理复杂的数据,这是我们研究的方向。本文研究基于AR... 详细信息

在物联网和大数据飞速发展的时代,大部分的数据在采集后都须放到PC机或服务器上处理,这使得工作效率和便捷性都受到影响,同时也制约着技术的发展,如何才能在终端嵌入式设备上也能分析处理复杂的数据,这是我们研究的方向。本文研究基于ARM/DSP双核CPU的通信方法,这使得DSP极快的数据处理能力和ARM天生的终端控制能力完美结合,实验采用TI公司基于DM3730双核CPU的devkit8500评估板和该公司研发的集成开发工具DVSDK做测试,通过ARM控制端的Qt程序来调用DSP端封装好的库函数;通过测试表明,这种双核通信方式具有良好的稳定性,处理数据的及时性和准确性,以及实用性。

关键词： ARM/DSP 双核通信双核异构 DVSDK dsplink QT